2008/2009学年 第2学期 电力系统分析 期末考试试题卷（A）

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一、 填空题(每空2分，共30分)

1 电力网络主要由电力线路和 变压器 组成

2．电能生产最基本首要的要求是 保证安全可靠持续供电 。

3. 在我国110kV以上电力系统的中性点运行方式一般为 直接接地 。 4．电压降落指元件两端电压的 相量差 。

5. 采用分裂导线的目的是 减少电晕和线路电抗 。

6．挂接在10kV电网上的发电机的额定电压应为 11 kV，该电压等级的平均标称电压为 10.5 kV。 7. 一次调频和二次调频都是通过调整 原动机 的功率来实现的。 8 一般通过调节 发电机励磁 来改变发电机的机端电压。 9. 双绕组变压器的分接头在 高压 侧。

10．从发电厂电源侧的电源功率中减去变压器的功率损耗，得到的直接连接在发电厂负荷测母线上的电源功率称为 运算功率 。

? ?0 。 11.简单系统静态稳定依据为 dP E/d12.减少原动机出力将 提高 系统的暂态稳定性。

13．一台额定电压13.8kV，额定功率为125MW、功率因数为0.85的发电机，其电抗标幺值为0.18（以发电机额定电压和功率为基准值），如果以13.8kV和100MVA为电压和功率基准值，这台发电机的电抗标幺值为 0.122 。

14. 在电力系统计算中，节点注入电流可理解为 节点电源电流与负荷电流之和 。

二、选择题( 每题1分，共15分)

1．手算潮流时，将变电所母线上所联线路对地电纳中无功功率的一半也并入到等值负荷功率中，这一功率称为（ A ）。

A：运算负荷功率B：运算电源功率C：等值负荷功率D：等值电源功率

2．在电力系统的标么值计算中，基准功率和基准电压之间的关系满足（C）。

UIA：SB?BB B：SB?UBIB C：SB?3UBIB D：SB?3UBIB

33. 我国电力系统的额定电压等级为（ D ）

A： 3、6、10、35、110、220（KV） B： 3、6、10、35、66、110、220（KV）

C： 3、6、10、110、220、330（KV） D：3、6、10、35、60、110、220、330、500（KV） 4．电能质量是指（ D ）

A：电压的大小 B:电压的大小和波形质量 C：电压大小，电流大小 D:电压大小，波形质量，频率 5. 和架空输电线相比，同截面电缆的电抗（ B ）。 A：大 B：小 C：相等 D：都不对 6. 电力系统发生两相短路故障，（BC短路）则故障相电压为（ C ）。

........1.1.1.1.A：UB?UC?UA B： UB?UC?UA C：UB?UC??UA D：UB?UC?UA

32227. 电力系统发生三相短路后，短路电流（周期分量与非周期分量之和）的最大值一般出现在短路后（ C ） A：0秒； B：0.005秒； C：0.01秒； D：0.02秒。

8. 短路电流量大的短路为（D ）

A：单相短路 B：两相短路 C：两相短路接地 D：三相短路 9. P－δ曲线被称为（ D ）

Ａ：耗量特性曲线 B：负荷曲线 C：正弦电压曲线 D:功角曲线 10.无限大功率供电系统，发生三相短路，短路电流非周期分量起始值（ B ）

A：iap?ibp?icp B：iap?ibp?icp C：iap?ibp?icp D：iap?ibp?icp 11．理想同步发电机，q轴同步电抗xq和次暂态电抗xq″的大小顺序是（ B ） A：xq=xq″ B：xq＞xq″ C：xq＜xq″ D：都不对 12．单相短路中，附加阻抗Z?为（ C ）

A：Z0Σ B：Z2Σ C：Z0Σ+ Z2Σ D：Z0Σ∥Z2Σ 13．单相短路的序分量电流边界条件是（ B ）

A：i1+i2+i0=0 B：i1=i2=i0 C：i1+i2=0 D：i1=i2

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14.等面积定则主要用于分析简单系统的（ D ）

A：潮流计算 B：故障计算 C：调压计算 D：暂态稳定分析

'15．一台发电机（空载）出口发生三相短路故障，如果发电机次暂态电抗标幺值X‘d?0.25，则发电机短路电流交

流分量的初始有效电流I''为额定电流的（ B ）。

A：8倍； B：4倍； C：6倍； D：2倍。

三、简答题（共15分）

1.为什么在用计算机对某网络初次进行潮流计算时往往是要调潮流？而并非任何情况下只一次送入初始值算出结果就行呢？要考虑什么条件？各变量是如何划分的？哪些可调？哪些不可调？（6分）

答：因为潮流计算时的功率方程是非线性，多元的具有多解。初始条件给定后得到的结果不一定能满足约束条件要求。要进行调整初值后才能满足。其约束条件有：Uimin≤Ui≤Uimax. Pimin≤Pi≤Pimax Qi≤Qi≤Qimax │δij│≤ ε；负荷的PQ为扰动变量，发电机的PQ为控制变量，各节点的Vδ为状态变量；扰动变量是不可控变量，因而也是不可调节的。状态变量是控制变量的函数，故控制变量和状态变量都是可调节的。

2.如何理解同步发电机定子三相短路电流交流分量变化的物理过程？（3分） 答：短路瞬间，转子上阻尼绕组D和励磁绕组f均感生抵制定子直轴电枢反应磁通穿入的自由直流id和if，迫使电

'枢反应磁通走D和的漏磁路径，磁导小，对应的定子回路等值电抗X‘d小，电流大，此状态称为次暂态状态；由于D

和f均有电阻，id和if均要衰减，而id很快衰减到很小，直轴电枢反应磁通可以穿入D，而仅受f的抵制仍走f的漏

‘‘'‘'磁路径，此时磁导有所增加，即定子等值电抗X‘d比Xd大，定子电流I比I小，即所谓暂态状态；此后随着if衰减到

零，电枢反应磁通全部穿入直轴，此时磁导最大，对应的定子电抗为Xd，定子电流为I?，即为短路稳态状态。

3.试写出发生B、C两相短路故障，故障处的相量边界条件和序分量边界条件。（3分） 答：相量边界条件：Ifa?0；Ifb??Ifc；Ufb?Ufc

序分量边界条件：If0?0；If1??If2；Uf1?Uf2

4.列出三种提高系统暂态稳定性的措施。（3分）

??????????答：1、应用故障快速切除和自动重合闸装置；2提高发电机输出的电磁功率；减少原动机输出的机械功率。

四、计算题（共40分）

、某系统发动机组的单位调节功率为740MW/Hz,当负荷增大200MW时，发电机二次调频增发40MW，此时频差为0.2Hz,求负荷的单位调

节功率。

解： △PDO=△PG－KG△f —KD△f

200=40＋740×0.2＋0.2×KD 所以 KD=60MW/Hz

所以 负载的单位调节功率为60MW/Hz。

额定电压110kV的辐射形电网各段阻抗及负荷如图所示。已知电源A的电压为121kV，求功率分布和各母线电压。（注：考虑功率损耗，

可以不计电压降落的横分量?U）。

?C=U?N= 0° =110 0° 解 设U?????S???S??(?10?j8)?0.271?j0.407??9.793?j7.593S102?82BCBC? ?SBC?(20??j30)?0.271?j0.4072???110??SB??SB???40?j30?9.793?j7.953?30.207?j22.407SB第 2 页 共 3 页

30.2072?22.4072??SAB?(20?j40)?2.338?j4.676 1102??S????S??30.207?j22.407?2.338?j4.676?32.545?j27.083SABAB 已知UA=121kV

32.545?20?27.083?40?14.332(kV)121UB?UA??UAB?121?14.332?106.668(kV)?UAB?(?9.793)?20?(?7.593)?30?UBC???3.972(kV)106.668UC?UB??UBC?106.668?3.972?110.64(kV)

某发电厂装有两台发电设备，其耗量特性分别为

2F1=3+0.3PG1+0.002PG1 (t/h)

2F2=5+0.3PG2+0.002PG2 (t/h)

两台发电设备的额定容量均为100MW，而最小可发有功功率均为30MW，若该厂承担负荷150MW，试求负荷在两台发电设备间的最优分配方案。

解 两台发电设备的耗量微增率分别为

?1?dF1?0.3?2?0.002PG1?0.3?0.004PG1dPG1dF2?2??0.3?2?0.003PG2?0.3?0.006PG2dPG2按等耗量微增率准则分配负荷，令λ1=λ2，有 0.3+0.004PG1=0.3+0.006PG2 而等约束条件为

PG1+PG2=150 联立式（A）、式（B）、求解PG1、PG2。 把PG2=150-PG1代入式（A）有

0.3+0.004PG1=0.3+0.006(150—PG1) 0.004PG1=0.9—0.006PG1 0.01PG1=0.9

于是解得 PG1=90MW PG2=60MW

此分配方案符合等耗量微增率准则，即满足等约束条件，也满足不等约束条件（30<90<100、30<60<100），因此，可做为最优分配方案。

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